[发明专利]一种引入CM模型的电离层等效电流体系逐小时反演方法

权利要求书

1.一种引入CM模型的电离层等效电流体系逐小时反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1收集记录全球地磁台站地磁场矢量原始数据；

S2消除原始数据中的长期项和趋势项等背景变化，具体为：首先根据转换关系将每日数据序列从世界时坐标转换至地方时坐标。然后，长期项由台站当日地方时23点至01点数据均值计算而从数据中扣除，进一步利用地方时00点和23点数据梯度值来消除每个地方时刻数据的趋势项。再将每日数据序列由地方时坐标转换至世界时坐标系；

S3对单台数据进行处理，获得地磁日变场成分,作为电离层等效电流逐小时反演的地磁日变场基础数据；

S4利用CM磁场模型，输入运算参数，计算全球网格点电离层电流磁场成分的模型磁场数据；联合实测数据和模型数据进行网格化插值，得到电离层等效电流逐小时反演的全球地磁日变场网格化数据；

S5基于球谐分析方法,将全球地磁日变场网格化数据进行内外源场分离,得到外源场对应为电离层等效电流磁位；

S6根据毕奥-萨法尔定律给出的磁场与电流之间关系式，反演计算得到逐小时电离层等效电流。

2.如权利要1所述一种引入CM模型的电离层等效电流体系逐小时反演方法，其特征在于，步骤S2所述转换关系为地方时＝世界时+地理经度/15。

3.如权利要1所述一种引入CM模型的电离层等效电流体系逐小时反演方法，其特征在于，步骤S3所述对单台数据处理的方法为主成分分析方法。

4.如权利要1所述一种引入CM模型的电离层等效电流体系逐小时反演方法，其特征在于，步骤S4所述CM磁场模型运算参数为：时间、经纬度坐标和地磁活动指数Dst。

5.如权利要1所述一种引入CM模型的电离层等效电流体系逐小时反演方法，其特征在于，步骤S5所述分析方法具体包括如下步骤：

S51.对地磁日变场网格数据作计算,最终得到全球范围内在经度和纬度上均匀分布的网络点；

S52.将地磁场分量在球坐标系下求解拉普拉斯方程，得到含缔合勒让德系数的一系列正余弦函数的谐波叠加。由观测数据傅里叶系数和球谐展开谐波系数建立等量关系，即HA＝B；

S53.通过傅里叶谐波成分正余弦系数与缔合勒让德系数之间关系建立起高斯系数的表达式，求解高斯系数。

6.如权利要4所述一种引入CM模型的电离层等效电流体系逐小时反演方法，其特征在于，步骤S51所述数据计算方式为：

S511对地磁日变场网格数据按经度向作傅里叶级数展开，得到各纬度对应的傅里叶系数；

S522.对所有傅里叶系数在纬度方向进行插值，使其在一定的纬度范围内连续平滑，从而得到全球范围内在经度和纬度上均匀分布的网络点。

7.如权利要4所述一种引入CM模型的电离层等效电流体系逐小时反演方法，其特征在于，所述步骤S52中，等量关系HA＝B中，H为基函数组成的矩阵，A为组成的缔合勒让德系数矩阵，B为三角系数组成的矩阵，可求出A＝H\B，即得到缔合勒让德系数

8.如权利要4所述一种引入CM模型的电离层等效电流体系逐小时反演方法，其特征在于，步骤S53中求解高斯系数方法为：最小二乘法。

9.如权利要5所述一种引入CM模型的电离层等效电流体系逐小时反演方法，其特征在于，所述步骤S522中插值方法具体为：在纬度方向用三次样条函数进行插值。

10.如权利要5所述一种引入CM模型的电离层等效电流体系逐小时反演方法，其特征在于，所述步骤S522中纬度范围为-90°至90°。